Raumflugmechanik

In dem 1968 von Stanley Kubrick verfilmten Sciencefiction-Klassiker 2001: A Space Odyssey benotigt das Raumschiff Discovery ganze fiinf Monate, um von der Erde zum Planeten Jupiter zu gelangen. Eine erstaunlich kurze Zeit fiir die fiinf Mann Besatzung und den eigenwilligen Bordcomputer HAL. Die Wirklichkeit sieht jedoch anders aus. Die 1989 gestartete NASA-Sonde Gali­ leo erreichte Jupiter erst nach sechs Jahren Flugzeit. Das kleine Raumfa- zeug musste sich dazu im Vorbeiflug einmal an der Venus und zweimal an der Erde Schwung holen. (In Kapitel 8 wird die Mechanik solcher -Fly-B- bzw. -Gravity-Assist"-Manover genau analysiert. ) Erst nach diesen drei S- nenumkreisungen, die drei Jahre in Anspruch nahmen, hatte Galileo genug Bewegungsenergie -getankt", um den Sprung zum Jupiter zu schaffen, eine Reise, die weitere drei Jahre dauerte. Warum stoBt die Menschheit in der Raumfahrt so rasch an ihre tech- logischen Grenzen? Dieses Buch soh dem Leser ein Gefiihl fiir die Antwort auf diese Frage vermitteln. Es richtet sich an Interessierte sowohl im u- versitaren als auch im industriellen Bereich, die die technische Problematik der Raumfahrt verstehen wollen. Freilich sind viele Wissenszweige mit der Raumfahrt verkniipft: Mechanik, Thermodynamik, Strahlungsphysik oder die Verbrennungschemie von Raketentriebwerken, um nur einige zu nennen. Wir konzentrieren uns hier auf den rein mechanischen Aspekt, der so grundlegende Bereiche wie Orbital- und Raketendynamik umfasst. Wenngleich theoretische Uberlegungen dabei im Vordergrund stehen, haben wir die Voraussetzungen in Mathematik und klassischer Mechanik bewusst gering gehalten.

Dr. Wolfgang Steiner war von 1992 bis 1997 Universitätsassistent am Institut für Mechanik der TU Wien. Im Anschluss wechselte er zum Engineering Center Steyr (Oberösterreich), wo er an der Anwendung und Weiterentwicklung der Finite-Elemente-Methode arbeitete. Seit 2002 ist Wolfgang Steiner Professor für Mechanik an der Fachhochschule Wels. Dr. Martin Schagerl
war von 1995 bis 2002 Universitätsassistent am Institut für Mechanik der TU Wien und besitzt die Habilitation für das Fach Mechanik. 2000/2001 arbeitete er am Mathematics Department der University of Maryland, USA. Seit 2002 ist Martin Schagerl als Entwicklungsingenieur für Berechnungsmethoden in der Abteilung Strukturanalyse von Airbus Deutschland (Hamburg) tätig.

Über den Himmel.- Newtonsche Mechanik.- Das Zweikörperproblem.- Mathematische Grundlagen der Störungsrechnung.- Störungen der Zweikörperdynamik auf erdnahen Umlaufbahnen.- Die Orbits künstlicher Erdsatelliten.- Raketendynamik und impulsive Orbitalmanöver.- Interplanetare Flugbahnen.- Die Grundgleichungen nicht punktförmiger Satelliten.- Lokale Bewegungen von Satellitensystemen.